CSD编码的低功耗DCT硬件结构设计

"该文提出了一种基于CSD编码的低功耗DCT硬件结构设计，采用CDA(CSD编码的向量内积分布式计算结构)来优化二维离散余弦变换(DCT)硬件，减少了加法器数量和移位累加树的带宽，适用于要求低功耗和实时处理的图像视频应用。设计在0.13微米工艺下，使用了31528个晶体管和1024 bit存储器。" 在图像和视频处理领域，离散余弦变换（DCT）是一种广泛使用的工具，它能够将数据从原始空间域转换到频域，便于数据压缩和信号分析。传统的DCT硬件实现通常需要大量的乘法器和加法器，这不仅消耗大量能源，而且增加了硬件的复杂度。针对这一问题，本文提出了一个创新的解决方案。 该设计方案引入了CSD（Canonical Signed Digit，标准符号数字）编码，这是一种二进制编码方式，可以有效地减少加法运算的复杂性。CDA（CSD编码的向量内积分布式计算结构）是利用CSD编码优化计算过程的一种架构，尤其在处理固定输入向量时，能显著降低计算需求。通过优化DCT变换矩阵，可以进一步减少加法器的数量，降低硬件的计算负担。 此外，该设计还关注了移位累加树的带宽优化，移位累加树是DCT计算中的关键部分，负责将多个加法结果合并。通过减少其带宽，可以降低功耗并提高系统的效率。这一优化措施对于移动设备或嵌入式系统来说尤为重要，因为它们通常受限于电池寿命和处理速度。 在Chartered 0.13微米工艺库上进行设计和综合，这个DCT硬件结构实现了高效能和低功耗的平衡。使用的31528个晶体管和1024 bit存储器表明，尽管进行了优化，但仍然保持了足够的计算能力。这样的设计非常适合应用于图像和视频压缩、传输等领域，满足了这些应用场景对低功耗和实时处理的需求。 这种低功耗DCT硬件结构设计通过CSD编码和分布式计算策略，成功地减少了硬件资源的使用，降低了功耗，同时保证了处理性能，为实时的图像和视频处理提供了新的解决方案。这种设计思路对未来硬件优化和能源效率提升具有重要的参考价值。